LU88089A1 - Dispositif de synchronisation sans fluctuation temporelle pour un laser a couplage actif des modes - Google Patents

Dispositif de synchronisation sans fluctuation temporelle pour un laser a couplage actif des modes Download PDF

Info

Publication number
LU88089A1
LU88089A1 LU88089A LU88089A LU88089A1 LU 88089 A1 LU88089 A1 LU 88089A1 LU 88089 A LU88089 A LU 88089A LU 88089 A LU88089 A LU 88089A LU 88089 A1 LU88089 A1 LU 88089A1
Authority
LU
Luxembourg
Prior art keywords
laser
synchronization device
acousto
unit
signal
Prior art date
Application number
LU88089A
Other languages
English (en)
Inventor
Cunin Bernard
Geist Paul
Grossetie Jean-Claude
Martz Alphonse
Miehe Joseph-Albert
Original Assignee
Communaute Economique Europeenne (Cee)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Communaute Economique Europeenne (Cee) filed Critical Communaute Economique Europeenne (Cee)
Priority to LU88089A priority Critical patent/LU88089A1/fr
Priority to DE1993600057 priority patent/DE69300057T2/de
Priority to DK93440029T priority patent/DK0562990T3/da
Priority to ES93440029T priority patent/ES2070653T3/es
Priority to EP19930440029 priority patent/EP0562990B1/fr
Publication of LU88089A1 publication Critical patent/LU88089A1/fr
Priority to GR950400955T priority patent/GR3015825T3/el

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/11—Mode locking; Q-switching; Other giant-pulse techniques, e.g. cavity dumping
    • H01S3/1106—Mode locking
    • H01S3/1109—Active mode locking
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/13—Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude
    • H01S3/136—Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude by controlling devices placed within the cavity
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/106—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling devices placed within the cavity
    • H01S3/1068—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling devices placed within the cavity using an acousto-optical device
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/23—Arrangements of two or more lasers not provided for in groups H01S3/02 - H01S3/22, e.g. tandem arrangements of separate active media
    • H01S3/2383—Parallel arrangements

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lasers (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)

Description

Dispositif de synchronisation sans fluctuation temporelle pour un laser à couplage actif des modes.
La présente invention concerne le domaine de la commande du fonctionnement de dispositifs à laser, et a pour objet un dispositif de synchronisation sans fluctuation temporelle pour un laser à couplage actif des modes.
Actuellement, le blocage des modes longitudinaux des lasers impulsionnels pompés en continu, tels que les lasers à argon ionisé ou à Nd : YAG est généralement effectué au p^ÿëfroé synthétiseurs de fréquence ou d'oscillateurs à quartz très hautes fréquences, possédant une très bonne stabilité à long terme.
Différentes expériences de mesures ont montré l'existence de fluctuations temporelles entre le signal sinusoïdal qui pilote le bloqueur de modes et le signal lumineux émis par le laser correspondant. L'écart type desdites fluctuations est généralement de l'ordre de plusieurs dizaines de picosecondes.
En outre, des analyses spectrales du signal impulsionnel très haute fréquence émis par le laser, de l'ordre de 100 MHz, ont permises de mettre en évidence que les fluctuations temporelles de la période dudit signal restent inférieures à environ 5 picosecondes.
Les résultats précités, à savoir la présence d'instabilités à court terme dont les valeurs relatives sont supérieures à 10'4, ont été couramment retrouvés en reproduisant les mesures expérimentales décrites ci-dessus, ce malgré la mise en oeuvre d'oscillateurs très hautes fréquences présentant une stabilité relative à long terme au moins égale à 10'9, soit une précision de l'ordre de 1017 seconde. L'explication de l'apparente contradiction provenant de la différence importante existant entre l'excellente stabilité du signal issu de l'oscillateur et celle nettement moindre du signal impulsionnel périodique émis par le laser, a été fournie, suite à des investigations détaillées ultérieures, par la découverte de variations aléatoires instantanées de la période au niveau de l'oscillateur ou du synthétiseur de fréquence de l'ordre de plusieurs dizaines de picosecondes, ce même pour les dispositifs de ce type les plus performants.
Le problème posé à la présente invention consiste donc à concevoir un dispositif de contrôle du blocage des modes longitudinaux d'un laser impulsionnel périodique permettant d'obtenir un signal lumineux résultant ne présentant, au plus, que des variations aléatoires instantanées de la période de très faible valeur.
Ce problème est précisément résolu grâce à un dispositif de synchronisation sans fluctuation temporelle pour un laser à couplage actif des modes, selon l'invention, caractérisé en ce qu'il est principalement constitué, d'une part, par un laser de base impulsionnel, dont le blocage des modes longitudinaux est commandé par un oscillateur ou un synthétiseur de très hautes fréquences au moyen d'un premier modulateur acousto-optique, d'autre part, par une unité de transformation et de filtrage des signaux émis par ledit laser de base et, enfin, par un second modulateur acousto-optique piloté par le signal filtré issu de l'unité précitée et assurant le blocage des modes longitudinaux du laser à contrôler, permettant d'obtenir un signal lumineux impulsionnel périodique ne présentant pratiquement aucune fluctuation aléatoire instantanée de la période. L'invention sera mieux comprise, grâce à la description ci-après, qui se rapporte au mode de réalisation préféré, donné à titre d'exemple non limitatif, et expliqué avec référence au dessin schématique annexé, dont la figure unique est une représentation de principe du dispositif de synchronisation selon l'invention.
Conformément à l'invention et comme le montre la figure du dessin annexé, le dispositif de synchronisation est principalement constitué d'une part, par un laser de base 1 impulsionnel, dont le blocage des modes longitudinaux est commandé par un oscillateur 2 ou un synthétiseur de très hautes fréquences au moyen d'un premier modulateur acousto-optique 3, d'autre part, par une unité 4 de transformation et de filtrage des signaux émis par ledit laser de base 1 et, enfin, par un second modulateur acousto-optique 5 piloté par le signal filtré issu de l'unité 4 précitée et assurant le blocage des modes longitudinaux du laser 6 à contrôler, permettant d'obtenir un signal lumineux impulsionnel périodique ne présentant pratiquement aucune fluctuation aléatoire instantanée de la période.
Selon une caractéristique de l'invention, l'unité 4 est avantageusement composée, d'une part, d'une photodiode 7 ultra-rapide captant les impulsions du laser de base 1, d'autre part, d'une diode à effet tunnel 8 mettant en forme le signal issu de la photodiode 7 et, enfin, d'un filtre passe-bande 9 étroit, centré sur la fréquence de répétition du laser de base 1 et traitant le signal reconstitué par la diode à effet tunnel 8.
Le signal lumineux, impulsionnel et périodique, émis par le laser de base, et sujet à des fluctuations aléatoires instantanées de la période, est par conséquent transformé en un signal de nature électrique permettant un traitement au moyen d'un filtre passe-bande 9 classique.
Ce signal filtré permet alors de produire par l'intermédiaire d'un modulateur acousto-optique 5, pouvant se présenter sous la forme d'un cristal bloqueur de modes du type connu sous la désignation ML par la société Intra Action, et contrôlant le blocage des modes longitudinaux d'un laser 6, un signal lumineux périodique, également de type impulsionnel, dont les fluctuations de la période sont négligeables.
Ainsi pour un laser 6 présentant une fréquence de répétition des impulsions de l'ordre de 100 MHz, les fluctuations de la période sont inférieures à la picoseconde.
De manière préférentielle, la photodiode 7 est du type connu sous la désignation BPX 65 par la société Centronic et la diode à effet tunnel est avantageusement du type connu sous la désignation TD 265A par la société General Electric.
Afin de pouvoir régler la période du signal impulsionnel émis par le laser 6 à une valeur donnée, indépendamment de la période du signal du laser de base 1, un diviseur de fréquence 10 est prévu entre l'unité 4 de transformation et de filtrage et le second modulateur acousto-optique 5.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté au dessin annexé. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments, ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention.

Claims (4)

1. Dispositif de synchronisation sans fluctuation temporelle pour un laser à couplage actif des modes, caractérisé en ce qu'il est principalement constitué, d'une part, par un laser de base (1) impulsionnel, dont le blocage des modes longitudinaux est commandé par un oscillateur (2) ou un synthétiseur de très hautes fréquences au moyen d'un premier modulateur acousto-optique (3), d'autre part, par une unité (4) de transformation et de filtrage des signaux émis par ledit laser de base (1) et, enfin, par un second modulateur acousto-optique (5) piloté par le signal filtré issu de l'unité (4) précitée et assurant le blocage des modes longitudinaux du laser (6) à contrôler, permettant d'obtenir un signal lumineux impulsionnel périodique ne présentant pratiquement aucune fluctuation aléatoire instantanée de la période.
2. Dispositif de synchronisation selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'unité (4) est avantageusement composée, d'une part, d'une photodiode (7) ultra-rapide captant les impulsions du laser de base (1), d'autre part, d'une diode à effet tunnel (8) mettant en forme le signal issu de la photodiode (7) et, enfin, d'un filtre passe-bande (9) étroit, centré sur la fréquence de répétition du laser de base (1) et traitant le signal reconstitué par la diode à effet tunnel (8).
3.
Dispositif de synchronisation selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'un diviseur de fréquence (10) est prévu entre l'unité (4) de transformation et de filtrage et le second modulateur acousto-optique (5).
LU88089A 1992-03-24 1992-03-24 Dispositif de synchronisation sans fluctuation temporelle pour un laser a couplage actif des modes LU88089A1 (fr)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
LU88089A LU88089A1 (fr) 1992-03-24 1992-03-24 Dispositif de synchronisation sans fluctuation temporelle pour un laser a couplage actif des modes
DE1993600057 DE69300057T2 (de) 1992-03-24 1993-03-23 Verfahren zur Synchronisation ohne zeitliche Fluktuation eines aktiv modengekoppelten Lasers.
DK93440029T DK0562990T3 (da) 1992-03-24 1993-03-23 Indretning til synkronisering uden tidsmæssige fluktuationer for en laser med aktiv modekobling
ES93440029T ES2070653T3 (es) 1992-03-24 1993-03-23 Dispositivo de sincronizacion sin fluctuacion temporal para un laser de acoplamiento activo de los modos.
EP19930440029 EP0562990B1 (fr) 1992-03-24 1993-03-23 Dispositif de synchronisation sans fluctuation temporelle pour un laser à couplage actif des modes
GR950400955T GR3015825T3 (en) 1992-03-24 1995-04-17 Method of synchronisation of an active mode locked laser without temporal fluctuations.

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
LU88089A LU88089A1 (fr) 1992-03-24 1992-03-24 Dispositif de synchronisation sans fluctuation temporelle pour un laser a couplage actif des modes

Publications (1)

Publication Number Publication Date
LU88089A1 true LU88089A1 (fr) 1993-10-17

Family

ID=19731348

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
LU88089A LU88089A1 (fr) 1992-03-24 1992-03-24 Dispositif de synchronisation sans fluctuation temporelle pour un laser a couplage actif des modes

Country Status (6)

Country Link
EP (1) EP0562990B1 (fr)
DE (1) DE69300057T2 (fr)
DK (1) DK0562990T3 (fr)
ES (1) ES2070653T3 (fr)
GR (1) GR3015825T3 (fr)
LU (1) LU88089A1 (fr)

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3666349A (en) * 1970-08-07 1972-05-30 Laurence M Hubby Jr Optical resonator having acousto-optic output coupling means

Also Published As

Publication number Publication date
EP0562990A1 (fr) 1993-09-29
GR3015825T3 (en) 1995-07-31
DE69300057D1 (de) 1995-03-09
ES2070653T3 (es) 1995-06-01
EP0562990B1 (fr) 1995-01-25
DK0562990T3 (da) 1995-06-26
DE69300057T2 (de) 1995-08-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5157676A (en) Apparatus and process for active pulse intensity control of laser beam
JP2011199324A (ja) パルス高パワーファイバ増幅器システムを制御し保護するための方法と装置。
JPH08503546A (ja) フィルタリングされたレイリー散乱光またはエアロゾル散乱光による先読み式風のシヤー検出器
US5206697A (en) Tunable laser rangefinder and method
EP2089943B1 (fr) Système laser à emission d'impulsions picosecondes
TW201338319A (zh) 光放大器系統及具有受限的脈衝能量之脈衝雷射
Diels et al. Generation and measurement of 200 femtosecond optical pulses
EP0409682B1 (fr) Générateur d'impulsion laser de puissance
FR2504321A1 (fr) Laser a modulation du facteur de qualite et son procede de stabilisation
EP2498151B1 (fr) Montre bracelet avec oscillateur atomique
EP0562990B1 (fr) Dispositif de synchronisation sans fluctuation temporelle pour un laser à couplage actif des modes
FR2458923A1 (fr) Laser a declenchement acoustique optique rapide
EP2498150A1 (fr) Horloge atomique
FR2464583A1 (fr) Dispositif laser a gaz capable d'emettre par impulsions un rayonnement de frequence stabilisee
WO1988006811A1 (fr) Generateur laser a modes verrouilles en phase
EP0089276A1 (fr) Dispositif de récupération de fréquence d'horloge en transmission numérique
CA1065458A (fr) Dispositif generateur laser emettant a une longueur d'onde voisine de 1,3 micron
JPH0482069B2 (fr)
GB1390832A (en) Pulse-operated laser systems
JP2744798B2 (ja) クロムをドープしたホーステライト単結晶レーザー
EP0123198B1 (fr) Dispositif laser à gaz capable d'émettre des impulsions d'un rayonnement ayant une fréquence unique
FR2502856A1 (fr) Procede et dispositif pour produire des impulsions de rayonnement laser lisses, depourvues de preimpulsions, de duree variable
GB1248405A (en) Q-switched lasers
Duvillier et al. Simple numerical control loop for stabilizing Nd: YAG and Nd: YLF single-mode oscillators
EP2013950A1 (fr) Oscillateur laser pulsé a durée d'impulsion variable